Мананков Анатолий Васильевич, доктор геолого-минералогических наук, профессор, Национальный исследовательский Томский государственный университет; Томский государственный архитектурно-строительный университет
634050, г. Томск, пр. Ленина, 36,
634003, г. Томск, пл. Соляная, 2
Anatoly V. Manankov, DSc, Professor, National Research Tomsk State University; Tomsk State University of Architecture and Building
36, Lenin Ave., 634050, Tomsk,
2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk
Яковлев Валентин Михайлович, старший научный сотрудник
634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
Valentin M. Yakovlev, Senior Research Assistant
36, Lenin Ave., 634050, Tomsk
Локтюшин Александр Андреевич, кандидат физико-математических наук, доцент
Aleksandr A. Loktyushin, PhD, A/Professor
Горюхин Евгений Яковлевич, кандидат геолого-минералогических наук, главный геолог
Evgeniy Ya. Gorukhin, PhD, Chief Geologist
Актуальность. Силикатные материалы традиционно занимают важное место в материаловедении, несмотря на непрерывно меняющиеся запросы технологии. Совершенствование материалов требует развития теории. Обширный опыт, накопленный технической и экспериментальной минералогией, не всегда согласуется с традиционными представлениями, а иногда и совсем не находит в них объяснения. Такая ситуация возникла при попытке описания аномально высоких кинетических параметров диффузии и кристаллизации в стеклах и ситаллах. Поиск решения проблемы привел к использованию наиболее общих законов естествознания – теории колебаний и волн.
В условиях неравновесной кристаллизации в искусственных силикатных системах авторами установлен механизм спинодального распада, который позднее нашел подтверждение в вулканических стеклах Земли и Луны, а также в тектитах. Развиваемая авторами модель пространственно-замкнутых динамических структур адекватно учитывает кинетику фазовых превращений, когда формирование продуктов ликвации (молекулярных кластеров) и связей между ними имеет резонансную природу.
Результаты. Создан новый класс многофункциональных материалов с необычным сочетанием физических и химических свойств. Синтетические метасиликаты уже нашли около трех десятков новых технологических применений: в медицине (хирургии, стоматологии), в производстве бытовой и аэрокосмической техники, в материаловедении (в качестве модифицирующих добавок в керамику, полиэтилен, линолеум, асфальт), в виде жаропрочной, износостойкой футеровки, золои шлакопроводов. Показана экономическая эффективность ситаллов на примере федерального проекта «Северный широтный ход».
Silicate materials traditionally occupy an important place in materials science, despite the ever-changing demands. The improvement of materials requires the development of theory. The extensive experience accumulated by technical and experimental mineralogy does not always agree with traditional ideas and, sometimes, does not find an explanation in them at all. Such a situation arises in trying to describe the anomalously high kinetic parameters of diffusion and crystallization in glass and ceramics. The search for a solution to the problem leads to the use of the most general laws of natural science, the theory of oscillations and waves. Under the conditions of nonequilibrium crystallization in artificial silicate systems, the mechanism of spinodal decomposition is found, which is later confirmed in volcanic glasses of the Earth and Moon as well as in tektites. The proposed model of spatially closed dynamic structures takes into account the kinetics of phase transformations, when the formation of segregation products (molecular clusters) and bonds between them is of a resonant nature. As a result, a new class of multifunctional materials with an unusual combination of physical and chemical properties is created. Synthetic metasilicates masters about three dozen new technological applications in medicine (surgery, dentistry), household production, and aerospace equipment, materials science (modifying additives in ceramics, polyethylene, linoleum, asphalt), heatand wear-resistant lining, gold and slag pipelines. The economic efficiency of glass ceramics is shown on the example of the Federal Project The Northern Latitudinal Railway.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.